Расчет горелки-компрессора для реактора инверсии фаз
I. Определение геометрических размеров и производительности горелки-компрессора со звуковым соплом.
Данные для расчета:
- параметры состояния активного воздуха, (а) 
ата, 
К, пассивного газа, 
ата, 
К;
- расход активного воздуха 
кг/с;
- давление на выходе из горелки - 
ата;
- приведенная скорость на выходе из горелки, не более 
.
Решение. Расчет горелки-компрессора со звуковым соплом выполним по уравнениям (1-4) при одном близком к оптимальному значению 
.
, (1)
(1)
, (3)
, (4)
1. Перепад давления в активных соплах
2. Так как 
, выбираем 
(Здесь и далее при выборе того или иного параметра руководствуемся экспериментальными их значениями соответствующими экономическому режиму).
По величине из фиг. 11 [л.1] находим 
, тогда
3. Примем коэффициенты неравномерности скорости потока 
. При предварительно заданном значении
, 
4. Зададимся величиной 
из приложения I [1] выпишем:
5. По формуле 
(5),
с помощью 
и 
найдем 
:
;
- коэффициент восстановления давления в пассивном сопле.
6. По формуле (1):
7. Коэффициент восстановления давления в активном сопле:
8. Величина потребной степени сжатия:
, здесь
9. 
10. 
11. 
12. 
13. 
14. 
15. Основная геометрическая характеристика горелки-компрессора:
16. Коэффициент эжекции при 
17. Секундный расход пассивного газа
кг/с ( 
)
18. Площадь и диаметр критического сечения активного сопла
м2
м
19. Площадь и диаметр камеры смешения
м2;
м
20. Оптимальное расстояние от активного сопла до камеры смешения
м;
мм
21. Длина пассивного сопла
мм
мм
22. Угол раствора пассивного сопла принимаем 
23. Относительную длину камеры смешения принимаем - 
м;
мм
24. Примем угол уширения диффузора 
. Степень уширения диффузора
25. Площадь и диаметр выходного сечения диффузора
м2;
м
26. Длина диффузора
мм
27. Скорость воздуха в активном сопле
м/с
28. Скорость смеси в камере смешения
м/с
29. Скорость смеси на выходе из диффузора
м/с
30. Скорость газовоздушной смеси в соплах продувочной решетки реактора инверсии фаз
м/с,
где количество сопел 
, диаметр сопел 
м.
31. Скорость газов отнесенная к поперечному сечению шахты реактора
м/с,
где 
м2, 
32. Скорость газов отнесенная к сечению продуваемой части сопловой решетки
м/с
33. Критерий 
II. Определение режимов проскока пламени в горелку и отрыва пламени от продувочной решетки РИФ
Данные для расчета:
- коэффициент расхода воздуха, 
- эквивалент диаметр сопел для режима проскока
м2;
м
- эквивалентный диаметр сопел для режима отрыва
м
- нормальная скорость распространения пламени для природного газа 
м/с
- коэффициент температуропроводности газовоздушной смеси при 
м2/с
Решение
1. Скорость газовоздушной смеси при которой наступает отрыв пламени, 
:
м/с
Здесь коэффициент С=0,28 – для инжекционных горелок, [2]
2. Необходимое количество газовоздушной смеси проходящей через сечение шахты реактора, для режима отрыва:
м3/ч
2.1. Необходимый расход природного газа в режиме отрыва
м3/ч
2.2. необходимый расход воздуха в режиме отрыва
м3/ч
3. Скорость газовоздушной смеси, при которой наступает проскок пламени из камеры реактора в горелку-компрессор
м/с,
где 
, для инжекционных горелок, [2]
4. Необходимый расход газовоздушной смеси в режиме проскок
4.1. Расход природного газа в режиме проскока
м3/ч
4.2. Расход дутьевого воздуха в режиме проскока
м3/ч
Рисунок 1 – Геометрические характеристики горелки-компрессора
Литература
1. В.К. Щукин, И.Н.Калмыков. Газоструйные компрессора. М.: Машгиз, 1963. 146с.
2. А.С.Иссермин. Основы сжигания газового топлива. Л.: Недра, 1987, 335с.